c-语言->数据在内存的存储

news2024/12/17 17:37:23

系列文章目录

文章目录

  • 系列文章目录
  • 前言


前言

目的:学习整数在内存的储存,什么是大小端,浮点数的储存。

1. 整数在内存中的存储

在讲解操作符的时候,我们就讲过了下⾯的内容:

整数的2进制表⽰⽅法有三种,即 原码、反码和补码。

正整数的原、反、补码都相同。
负整数的三种表⽰⽅法各不相同。
原码:直接将数值按照正负数的形式翻译成⼆进制得到的就是原码。
反码:将原码的符号位不变,其他位依次按位取反就可以得到反码。
补码:反码+1就得到补码,补码也可以取反+1得到源码。
三种表⽰⽅法均有符号位和数值位两部分,符号位都是⽤0表⽰“正”,⽤1表⽰“负”,⽽数值位最
⾼位的⼀位是被当做符号位,剩余的都是数值位。
数据存放内存中其实存放的是补码。 为什么呢?
在计算机系统中,数值⼀律⽤补码来表⽰和存储。
原因在于,使⽤补码,可以将符号位和数值域统⼀处理;
同时,加法和减法也可以统⼀处理(CPU只有加法器)此外,补码与原码相互转换,其运算过程是
相同的,不需要额外的硬件电路。

2. ⼤⼩端字节序和字节序判断

当我们了解了整数在内存中存储后,我们调试看⼀个细节:
 
#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 0x11223344;
 
 return 0;
}

调试一下,我们可以看到在a中的 0x11223344 这个数字是按照字节为单位,倒着存储的。

2.1 什么是⼤⼩端?

其实超过⼀个字节的数据在内存中存储的时候,就有存储顺序的问题,按照不同的存储顺序,我们分 为⼤端字节序存储和⼩端字节序存储,下⾯是具体的概念:
1.⼤端(存储)模式:是指数据的低位字节内容保存在内存的⾼地址处,⽽数据的⾼位字节内容,保存 在内存的低地址处。
2.⼩端(存储)模式:是指数据的低位字节内容保存在内存的低地址处,⽽数据的⾼位字节内容,保存 在内存的⾼地址处。
上述概念需要记住,⽅便分辨⼤⼩端。

 图片展示一下:

 2.2 为什么有⼤⼩端?

这是因为在计算机系统中,我们是以字节为单位的,每个地址单元都对应着⼀个字节,⼀个字节为8 bit 位,但是在C语⾔中除了8 bit 的 char 之外,还有16 bit 的 short 型,32 bit 的 long 型(要看具体的编译器),另外,对于位数⼤于8位的处理器,例如16位或者32位的处理器,由于寄存器宽度⼤ 于⼀个字节,那么必然存在着⼀个如何将多个字节安排的问题。因此就导致了⼤端存储模式和⼩端存 储模式。
例如:⼀个 16bit short x ,在内存中的地址为 0x0010 x 的值为 0x1122 ,那么
0x11 为⾼字节, 0x22 为低字节。对于⼤端模式,就将 0x11 放在低地址中,即 0x0010 中,
0x22 放在⾼地址中,即 0x0011 中。⼩端模式,刚好相反。我们常⽤的 X86 结构是⼩端模式,⽽
KEIL C51 则为⼤端模式。很多的ARM,DSP都为⼩端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是 ⼤端模式还是⼩端模式。
所以说vs是小端字节序环境。
那么如何利用程序判断是大端字节序还是小端字节序呢?
案例1:
//代码1
#include <stdio.h>
int check_sys()
{
     int i = 1;
     return (*(char *)&i);//下面分析:
}
int main()
{
     int ret = check_sys();
     if(ret == 1){
         printf("⼩端\n");
        }
     else{
         printf("⼤端\n");
     }
     return 0;
}

分析:

下面我们 来做一些有关数据的储存的练习:

案例1:

#include <stdio.h>
int main()
{
     char a= -1;
     signed char b=-1;
     unsigned char c=-1;
     printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);
     return 0;
}

输出结果:

我们来一个一个分析:

 b变量也是和a是一样的

 案例2:

#include <stdio.h>
int main()
{
     char a = -128;
     printf("%u\n",a);
     return 0;
}

char的范围-128~127,那这个案例输出结果为:

这是为什么呢?

分析如图:

在这里我们记住两图,记住就行:

signed char:

 unsigned char:

案例3:

#include <stdio.h>
int main()
{
     char a[1000];
     int i;
     for(i=0; i<1000; i++){
         a[i] = -1-i;
     }
     printf("%d",strlen(a));
     return 0;
}

在这里上面那幅图就很重要了,输出结果是:

字符串长度找到\0.也就是0

循环到255时在++,变成了0,所以是255.

案例4:

#include <stdio.h>
unsigned char i = 0;
int main()
{
     for(i = 0;i<=255;i++){
         printf("hello world\n");
     }
     return 0;
}

这个一看就是死循环,unsigned char的值范围0~255,所以会一直打印hello world。

案例5:

#include <stdio.h>
int main()
{
     unsigned int i;
     for(i = 9; i >= 0; i--)
     {
         printf("%u\n",i);
     }
     return 0;
}

输出结果:

也是死循环为什么?因为i = -1时,位无符号-1的无符号是一个很大的正数,所以死循环。

3. 浮点数在内存中的存储

常⻅的浮点数:3.14159、1E10等,浮点数家族包括: float double long double 类型。
浮点数表⽰的范围: float.h 中定义
根据国际标准IEEE(电⽓和电⼦⼯程协会) 754,任意⼀个⼆进制浮点数V可以表⽰成下⾯的形式:
V   =  (−1) ^ S * M ∗ 2^E
(−1) S 表⽰符号位,当S=0,V为正数;当S=1,V为负数
M 表⽰有效数字,M是⼤于等于1,⼩于2的
2^  E 表⽰指数位

 举例来说:

⼗进制的5.0,写成⼆进制是 101.0 ,相当于 1.01×2^2
那么,按照上⾯V的格式,可以得出S=0,M=1.01,E=2。
⼗进制的-5.0,写成⼆进制是 -101.0 ,相当于 -1.01×2^2 。那么,S=1,M=1.01,E=2。
(1)对于32位的浮点数,最⾼的1位存储符号位S,接着的8位存储指数E,剩下的23位存储有效数字M
(2)对于64位的浮点数,最⾼的1位存储符号位S,接着的11位存储指数E,剩下的52位存储有效数字M

3.1浮点数存数的过程

IEEE 754 对有效数字M和指数E,还有⼀些特别规定:

前⾯说过, 1 M<2 ,也就是说, M可以写成 1.xxxxxx 的形式 ,其中 xxxxxx 表⽰⼩数部分。 IEEE 754 规定,在计算机内部保存M时, 默认这个数的第⼀位总是1,因此可以被舍去,只保存后⾯的 xxxxxx部分 ⽐如 保存1.01的时候,只保存01,等到读取的时候,再把第⼀位的1加上去。这样做的⽬ 的,是节省1位有效数字。以32位浮点数为例,留给M只有23位,将第⼀位的1舍去以后,等于可以保 存24位有效数字。
⾄于指数E,情况就⽐较复杂
⾸先,E为⼀个⽆符号整数(unsigned int)
这意味着,如果E为8位,它的取值范围为0~255;如果E为11位,它的取值范围为0~2047。但是,我 们知道,科学计数法中的E是可以出现负数的,所以IEEE 754规定,存⼊内存时E的真实值必须再加上 ⼀个中间数,对于8位的E, 这个中间数是127 ;对于11位的E,这个中间数是1023。 ⽐如,2^10的E是 10,所以保存成32位浮点数时,必须保存成10+127=137,即10001001.
案例1:
#include<stdio.h>
int main()
{
    float  a = 5.5f; 
    return 0;
}

那么浮点数是如何储存进储存的呢?

不妨看看详细分析:

3.2浮点数取的过程 

指数E从内存中取出还可以再分成三种情况:
E不全为0或不全为1
这时,浮点数就采⽤下⾯的规则表⽰,即指数E的计算值减去127(或1023),得到真实值,再将有效 数字M前加上第⼀位的1。
⽐如:0.5 的⼆进制形式为0.1,由于规定正数部分必须为1,即将⼩数点右移1位,则1.0*2^(-1),其 阶码为-1+127(中间值)=126,表⽰为01111110,⽽尾数1.0去掉整数部分为0,补⻬0到23位 00000000000000000000000,则其⼆进制表⽰形式为
0    01111110    00000000000000000000000
E全为0
这时,浮点数的指数E等于 1 -127(或者1-1023)即为真实值, 有效数字M不再加上第⼀位的1 ,⽽是还 原为0.xxxxxx的⼩数。这样做是为了表⽰±0,以及接近于0的很⼩的数字。
0   00000000   00100000000000000000000
E全为1
这时,如果有效数字M全为0,表⽰±⽆穷⼤(正负取决于符号位s)
0   11111111   00010000000000000000000
好了,关于浮点数的表⽰规则,就说到这⾥。
来看一道练习案例1:
#include <stdio.h>
int main()
{
     int n = 9;
     float *pFloat = (float *)&n;
     printf("n的值为:%d\n",n);
     printf("*pFloat的值为:%f\n",*pFloat);
     *pFloat = 9.0;
     printf("n的值为:%d\n",n);
     printf("*pFloat的值为:%f\n",*pFloat);
     return 0;
}

输出结果:

这是为什么呢?来一个一个分析:

 所以不要把浮点数和正数打印错了。

好了,今天就到这里了,都看到这里了,点一个赞吧,谢谢观看。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1299094.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

带有 RaspiCam 的 Raspberry Pi 监控和延时摄影摄像机

一、说明 一段时间以来&#xff0c;我一直想构建一个运动激活且具有延时功能的树莓派相机&#xff0c;但从未真正找到我喜欢的案例。我在thingiverse上找到了这个适合树莓派和相机的好案例。它是为特定的鱼眼相机设计的&#xff0c;但从模型来看&#xff0c;我拥有的廉价中国鱼…

STM32F1之CAN报文传输

目录 报文传输 1. 帧类型 1.1 数据帧 1.1.1 帧起始 1.1.2 仲裁场 1.1.3 控制场 1.1.4 数据场 1.1.5 CRC 场 1.1.6 应答场 1.1.7 帧结尾 1.2 远程帧 1.3 错误帧 1.4 过载帧 1.5 帧间空间&#xff08;INTERFRAME SPACING&#xff09; 2. 发送器/接收器的…

【动态规划】【广度优先】LeetCode2258:逃离火灾

作者推荐 本文涉及的基础知识点 二分查找算法合集 动态规划 二分查找 题目 给你一个下标从 0 开始大小为 m x n 的二维整数数组 grid &#xff0c;它表示一个网格图。每个格子为下面 3 个值之一&#xff1a; 0 表示草地。 1 表示着火的格子。 2 表示一座墙&#xff0c;你跟…

【C语言】内联函数

一、内联函数 在C语言中&#xff0c;内联函数&#xff08;Inline function&#xff09;是一种代码优化技术&#xff0c;它的目的是减少函数调用的开销。内联函数通知编译器在每个函数调用的位置插入函数的实际代码&#xff0c;而不是进行传统的函数调用。这避免了调用函数时的…

球上进攻^^

欢迎来到程序小院 球上进攻 玩法&#xff1a;点击鼠标走动躲避滚动的球球&#xff0c;球球碰到即为游戏结束&#xff0c;看看你能坚持多久&#xff0c;快去玩吧^^。开始游戏https://www.ormcc.com/play/gameStart/214 html <div id"game" class"game" …

【基于Flask、MySQL和Echarts的热门游戏数据可视化平台设计与实现】

基于Flask、MySQL和Echarts的热门游戏数据可视化平台设计与实现 前言数据获取与清洗数据集数据获取数据清洗 数据分析与可视化数据分析功能可视化功能 创新点结语 前言 随着游戏产业的蓬勃发展&#xff0c;了解游戏销售数据对于游戏从业者和游戏爱好者都至关重要。为了更好地分…

(六)五种最新算法(SWO、COA、LSO、GRO、LO)求解无人机路径规划MATLAB

一、五种算法&#xff08;SWO、COA、LSO、GRO、LO&#xff09;简介 1、蜘蛛蜂优化算法SWO 蜘蛛蜂优化算法&#xff08;Spider wasp optimizer&#xff0c;SWO&#xff09;由Mohamed Abdel-Basset等人于2023年提出&#xff0c;该算法模型雌性蜘蛛蜂的狩猎、筑巢和交配行为&…

DataFrame的使用

查看数据类型及属性 # 查看df类型 type(df) # 查看df的shape属性&#xff0c;可以获取DataFrame的行数&#xff0c;列数 df.shape # 查看df的columns属性&#xff0c;获取DataFrame中的列名 df.columns # 查看df的dtypes属性&#xff0c;获取每一列的数据类型 df.dtypes df.i…

模型能力赋能搜索——零样本分类(Zero-Shot Classification)在搜索意图识别上的探索

什么是Zero-Shot Classification https://huggingface.co/tasks/zero-shot-classification hugging face上的零样本分类模型 facebook/bart-large-mnli https://huggingface.co/facebook/bart-large-mnli 当然这是一个英文模型&#xff0c;我们要去用一些多语言的模型。 可以在…

Android 样式小结

关于作者&#xff1a;CSDN内容合伙人、技术专家&#xff0c; 从零开始做日活千万级APP。 专注于分享各领域原创系列文章 &#xff0c;擅长java后端、移动开发、商业变现、人工智能等&#xff0c;希望大家多多支持。 目录 一、导读二、概览三、使用3.1 创建并应用样式3.2 创建并…

Azure Machine Learning - 使用 Azure OpenAI 服务生成图像

在浏览器/Python中使用 Azure OpenAI 生成图像&#xff0c;图像生成 API 根据文本提示创建图像。 关注TechLead&#xff0c;分享AI全维度知识。作者拥有10年互联网服务架构、AI产品研发经验、团队管理经验&#xff0c;同济本复旦硕&#xff0c;复旦机器人智能实验室成员&#x…

点击el-tree小三角后去除点击后的高亮背景样式,el-tree样式修改

<div class"videoTree" v-loading"loadingTree" element-loading-text"加载中..." element-loading-spinner"el-icon-loading" element-loading-background"rgba(0, 0, 0, 0.8)" > <el-tree :default-expand-all&q…

可视化监控云平台/智能监控平台EasyCVR国标设备开启音频没有声音是什么原因?

视频云存储/安防监控EasyCVR视频汇聚平台基于云边端智能协同&#xff0c;支持海量视频的轻量化接入与汇聚、转码与处理、全网智能分发、视频集中存储等。GB28181视频平台EasyCVR拓展性强&#xff0c;视频能力丰富&#xff0c;具体可实现视频监控直播、视频轮播、视频录像、云存…

Nacos源码解读09——配置中心配置信息创建修改怎么处理的

存储配置 从整体上Nacos服务端的配置存储分为三层&#xff1a; 内存&#xff1a;Nacos每个节点都在内存里缓存了配置&#xff0c;但是只包含配置的md5&#xff08;缓存配置文件太多了&#xff09;&#xff0c;所以内存级别的配置只能用于比较配置是否发生了变更&#xff0c;只用…

基于SSM实现的公文管理系统

一、技术架构 前端&#xff1a;jsp | jquery | bootstrap 后端&#xff1a;spring | springmvc | mybatis 环境&#xff1a;jdk1.8 | mysql | maven 二、代码及数据库 三、功能介绍 01. 登录页 02. 首页 03. 系统管理-角色管理 04. 系统管理-功能管理 05. 系统管理-用…

[数据启示录 02] 堆栈

堆栈&#xff08;stack&#xff09;是一种基于后进先出&#xff08;LIFO&#xff0c;Last In First Out&#xff09;原则的数据结构。它模拟了现实生活中的堆栈&#xff0c;类似于一摞盘子或一堆书。 堆栈有两个基本操作&#xff1a;入栈&#xff08;push&#xff09;和出栈&a…

前端面试——CSS面经(持续更新)

1. CSS选择器及其优先级 !important > 行内样式 > id选择器 > 类/伪类/属性选择器 > 标签/伪元素选择器 > 子/后台选择器 > *通配符 2. 重排和重绘是什么&#xff1f;浏览器的渲染机制是什么&#xff1f; 重排(回流)&#xff1a;当增加或删除dom节点&…

SLAM算法与工程实践——SLAM基本库的安装与使用(4):Sophus库

SLAM算法与工程实践系列文章 下面是SLAM算法与工程实践系列文章的总链接&#xff0c;本人发表这个系列的文章链接均收录于此 SLAM算法与工程实践系列文章链接 下面是专栏地址&#xff1a; SLAM算法与工程实践系列专栏 文章目录 SLAM算法与工程实践系列文章SLAM算法与工程实践…

数据结构之交换排序

目录 交换排序 冒泡排序 冒泡排序的时间复杂度 快速排序 快速排序单趟排序的时间复杂度 快速排序的时间复杂度 快速排序的优化 优化1&#xff1a;三数取中法 优化2&#xff1a;小区间优化法 交换排序 在日常生活中交换排序的使用场景是很多的&#xff0c;比如在学校做…

第76讲:MySQL数据库中常用的命令行工具的基本使用

文章目录 1.mysql客户端命令工具2.mysqladmin管理数据库的客户端工具3.mysqlbinlog查看数据库中的二进制日志4.mysqlshow统计数据库中的信息5.mysqldump数据库备份工具6.mysqllimport还原备份的数据7.source命令还原SQL类型的备份文件 MySQL数据库提供了很多的命令行工具&#…